Le principali scoperte di Albert Einstein

Dal 1905, anno in cui ottenne il dottorato, fino agli anni '20, Albert Einstein fece una serie di scoperte e formulazioni che hanno cambiato radicalmente la comprensione umana del tempo, della materia e delle fondamenta di realtà. Sebbene Einstein abbia dedicato i suoi ultimi decenni all'attivismo politico, le sue scoperte scientifiche più importanti gli valse un posto permanente negli annali della storia e generò lo sviluppo di campi completamente nuovi di studia.

Probabilmente la formula scientifica più famosa e riconoscibile di tutti i tempi, E=mc^2 è apparsa nella "Teoria della relatività speciale" di Einstein, pubblicata per la prima volta nel 1905. La formula mostra come la massa di un oggetto derivi dalla divisione della sua energia cinetica per il quadrato della velocità della luce. La rivoluzionaria conclusione della formula presenta energia e massa come entità intercambiabili e unisce tre elementi naturali apparentemente disparati. L'equazione ha profonde implicazioni per lo sviluppo di nuove fonti di energia e mostra come la pressione e il calore nel cuore del sole convertano la massa direttamente in energia.

La "Relatività Generale" di Einstein, pubblicata nel 1915, riprese da dove la "Teoria della Relatività Speciale" si era interrotta. La nozione di base della relatività generale si sviluppa dall'inclusione dell'accelerazione nella teoria precedente. L'aspetto più significativo della relatività generale descrive la distorsione che gli oggetti massicci producono sullo spazio-tempo. Questa distorsione attira gli oggetti più piccoli verso quelli più grandi, il che spiega l'esistenza della gravità. La presentazione dello spazio-tempo come malleabile significa che il tempo stesso non è una costante. La teoria della relatività generale di Einstein ha ottenuto conferme dai fenomeni osservati, come la lente gravitazionale e i cambiamenti nell'orbita di Mercurio. La relatività generale contiene anche le prime implicazioni della materia oscura. Un errore osservato da Einstein e dal suo collega, Willem de Sitter, contribuì alla scoperta della materia oscura nelle osservazioni di Jan Oort sui moti stellari.

Le teorie della relatività di Einstein si basano in gran parte sulla sua nozione della velocità della luce come assoluta. Prima di questo, la conoscenza convenzionale riteneva che lo spazio e il tempo servissero come concetti assoluti su cui si fondava la fisica. Einstein sosteneva che la velocità della luce rimane la stessa in qualsiasi condizione, anche nel vuoto, e non può mai aumentare. Ad esempio, un oggetto scagliato alla velocità della luce da un veicolo che si muove alla stessa velocità non avanzerebbe oltre il veicolo. Einstein ha anche presentato la luce come un insieme di particelle, piuttosto che come un'onda. Questa teoria, che nel 1921 vinse il premio Nobel per la fisica ad Einstein, contribuì allo sviluppo della fisica quantistica.

In un articolo del 1905, Einstein presentò un'equazione che spiegava i movimenti casuali delle particelle, nota come Brownian movimento, come risultante da impatti con molecole finora sconosciute, che ha fornito il fondamento per la particella teoria. Nel 1910, Einstein pubblicò un articolo sull'opalescenza critica, che spiega il fenomeno della dispersione della luce che conferisce al cielo il suo colore. Nel 1924, Einstein trasse implicazioni dalla teoria di Satyendra Bose sulla composizione della luce per spiegare la struttura degli atomi. La cosiddetta statistica di Bose-Einstein ora fornisce informazioni sull'assemblaggio delle particelle di bosone.